一种电动汽车高压直流电源分配装置

摘要

本发明公开了一种电动汽车高压直流电源分配装置，该装置用于连接电动汽车的电池和电动汽车的各个高压用电设备，并将电动汽车电池的高压直流电能分配给电动汽车的各个高压用电设备，其中，电动汽车高压直流电源分配装置包括：与电动汽车电池的正极和负极分别相连的正极铜排和负极铜排，以及连接在正极铜排和负极铜排之间互相并联的预充电路和用于与所述高压用电设备对应的供电电路。上述装置结构紧凑、接线方便，便于装置的日常维护以及意外情况紧急断电时的维护，此外，即使某个供电电路突然损坏，也不影响其它供电电路的使用，因此能够对各个高压零组件起到电路分级保护的作用，供电安全性较高。

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车电力分配装置技术领域，尤其是涉及一种电动汽车高压直流电源分配装置。

背景技术

随着全球石油能源的不断减少以及节能环保力度的不断加大，新能源汽车正逐渐成为汽车工业长远发展的首选产品，在电动汽车的发展历程中，电动汽车的高压安全逐渐成为一个非常重要的环节。

在现有技术中，电动汽车的各个高压零组件往往是独立且分散的布置，而且，每一个高压零组件均需要与电池相连接，从而进行能量传递。电动汽车常用的高压零组件主要包括：电机控制器MCU、高压直流电源分配单元PDU、DC/DC直流变换器、车载充电机OBC、电动空调压缩机和空调电加热PTC等等。

然而，现有技术中独立而分散的电路连接方案往往会导致高压控制系统的线缆较为繁杂，这样一来，不但会导致高压控制系统所需的线缆成本较高，还会大大提高整车线束的布置、安装和维护的难度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电动汽车高压直流电源分配装置，主要目的在于解决现有技术中高压控制系统的电路连接方式成本高和维护难度大的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车高压直流电源分配装置，所述电动汽车高压直流电源分配装置用于连接电动汽车的电池和电动汽车的各个高压用电设备，并将电动汽车电池的高压直流电能分配给电动汽车的各个高压用电设备，其中，电动汽车高压直流电源分配装置包括：

与电动汽车电池的正极和负极分别相连的正极铜排和负极铜排，以及连接在正极铜排和负极铜排之间互相并联的预充电路和用于与高压用电设备对应的供电电路。

在本发明的一个实施例中，可选地，预充电路用于消除装置启动时产生的冲击电流，其中，预充电路包括与正极铜排依次串联的预充保险、预充继电器和预充二极管，以及连接在预充继电器的控制端和预充二极管之间的预充电阻。

在本发明的一个实施例中，可选地，供电电路包括充电机供电电路，充电机供电电路用于为充电机提供高压直流电能，其中，充电机供电电路包括充电机正极端口、充电机负极端口以及与充电机正极端口依次串联的充电继电器和充电保险。

在本发明的一个实施例中，可选地，供电电路包括电机控制器供电电路，电机控制器供电电路用于为电机控制器提供高压直流电能，其中，电机控制器供电电路包括电机控制器正极端口、电机控制器负极端口以及与电机控制器正极端口依次串联的电机控制器继电器和电机控制器保险。

在本发明的一个实施例中，可选地，供电电路包括PTC供电电路，PTC供电电路用于为加热控制器提供高压直流电能，其中，PTC供电电路包括PTC正极端口、PTC负极端口以及与PTC正极端口依次串联的PTC继电器和PTC保险，其中，PTC保险未与PTC继电器相连的一端与电机控制继电器的输出端相连。

在本发明的一个实施例中，可选地，供电电路包括DC/DC供电电路，DC/DC供电电路用于为直流变换器提供高压直流电能，DC/DC供电电路包括DC/DC正极端口和DC/DC负极端口，其中，DC/DC正极端口与预充保险的输出端相连，以使DC/DC供电电路与预充电路共用一条供电线路。

在本发明的一个实施例中，可选地，供电电路包括COMP供电电路，COMP供电电路用于为空调压缩机提供高压直流电能，COMP供电电路包括COMP正极端口和COMP负极端口，其中，COMP正极端口与PTC保险的输出端相连，以使COMP供电电路与PTC供电电路共用一条供电线路。

在本发明的一个实施例中，可选地，所述装置还包括控制模块，其中，控制模块的控制信号线分别与预设电路和供电电路连接，并用于控制预设电路和供电电路开通与关闭。

在本发明的一个实施例中，可选地，所述装置还包括通信模块，通信模块与控制模块相连，用于与电动汽车的整车控制系统进行通信。

在本发明的一个实施例中，可选地，预充电路和供电电路设置于箱体中，其中，的箱体防水等级不低于IP67。

本发明提供的一种电动汽车高压直流电源分配装置，通过采用集中配电的方式将多个高压供电电路进行并联后，集成同在一个电源分配装置中，使得各个高压供电电路结构紧凑、接线方便。而且，由于装置中的各个高压供电电路均采用并联的连接方式，可以便于装置的日常维护以及意外情况紧急断电时的维护，此外，装置在使用过程中即使某个供电电路突然损坏，也不影响其它供电电路的使用，因此能够对各个高压零组件起到电路分级保护的作用，供电安全性较高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的一种电动汽车高压直流电源分配装置的电路结构示意图；

图2示出了本发明实施例提供的一种电动汽车高压直流电源分配装置的外部结构示意图；

图3示出了本发明实施例提供的一种电动汽车高压直流电源分配装置的内部结构示意图；

其中，DC/DC为直流变换器，OBC为车载充电机，MCU为电机控制器，PTC为加热控制器，COMP为空调压缩机；1、电机控制器负极进线口，2、电机控制器正极进线口，3、空调及充电机电源线束进线口，4、箱体，5、电池负极进线口，6、通讯接口，7、电池正极进线口，8、PTC及DC/DC电源进线口，9、充电继电器，10、PTC继电器，11、PTC保险，12、负极铜排，13、连接片，14、电机控制器继电器，15、电机控制器保险，16、预充继电器，17、预充保险，18、充电保险，19、正极铜排。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

下面结合图1至图3描述根据本发明一些实施例所述的电动汽车高压直流电源分配装置。

本发明的一个实施例提出了一种电动汽车高压直流电源分配装置，该电动汽车高压直流电源分配装置可用于连接电动汽车的电池和电动汽车的各个高压用电设备，并将电动汽车电池的高压直流电能分配给电动汽车的各个高压用电设备，其中，该电动汽车高压直流电源分配装置包括：与电动汽车电池的正极和负极分别相连的正极铜排和负极铜排，以及连接在正极铜排和负极铜排之间互相并联的预充电路和用于与高压用电设备对应的供电电路，其中，上述供电电路包括DC/DC供电电路、充电机供电电路、电机控制器供电电路、PTC供电支路和COMP供电电路中的至少一路。

具体的，图1示出了本实施例提供的一种电动汽车高压直流电源分配装置的电路结构示意图。如图1所示，该电动汽车高压直流电源分配装置包括正极铜排(总+)、负极铜排(总-)、以及连接在正极铜排和负极铜排之间互相并联的预充电路(预充)、DC/DC供电电路(DC/DC)、充电机供电电路(OBC)、电机控制器供电电路(MCU)、PTC供电支路(PTC)和COMP供电电路(COMP)。其中，电动汽车高压直流电源分配装置可以通过正极铜排和负极铜排将电动汽车的高压直流电能依次传递给预充电路、DC/DC供电电路、充电机供电电路、电机控制器供电电路、PTC供电支路和COMP供电电路。

在上述实施例中，电动汽车高压直流电源分配装置中相互并联各个的供电电路彼此之间相互独立，且能够相对集中的设置在同一个配电装置中，不但满足了电源分配装置结构紧凑、成本低廉等实际需求，也方便了各个供电电路的维修，提高了高压供电的稳定性。需要说明的是，上述供电电路中并联连接的各个供电电路可以根据实际情况进行新增和缩减，并且，新增和缩减的供电电路可以不限于本实施例中所列举的6种供电电路。此外，上述列举的每一种供电电路均可以包括正极端子、负极端子、继电器和保险(熔断器)等器件，并且，为了进一步节约装置的体积和成本，多个供电电路也可以共用一套供电线路，即共用同一个继电器和/或同一个保险等。在本实施例中，电动汽车高压直流电源分配装置的连接方式和供电电路数量均可以根据实际情况进行调整，调整方式也非常灵活，本实施例在此均不做具体限定。

本发明实施例提出电动汽车高压直流电源分配装置，通过采用集中配电的方式将多个高压供电电路进行并联后，集成同在一个电源分配装置中，使得各个高压供电电路结构紧凑、接线方便。而且，由于装置中的各个高压供电电路均采用并联的连接方式，可以便于装置的日常维护以及意外情况紧急断电时的维护，此外，装置在使用过程中即使某个供电电路突然损坏，也不影响其它供电电路的使用，因此能够对各个高压零组件起到电路分级保护的作用，供电安全性较高。

在本发明的一个实施例中，电动汽车高压直流电源分配装置的正极铜排上连接有预充电路，其中，预充电路可用于消除电动汽车高压直流电源分配装置启动时产生的冲击电流。如图1所示，预充电路可以包括与正极铜排(总+)依次串联的预充保险F1、预充继电器K1和预充二极管V1，以及连接在预充继电器K1控制端和预充二极管V1之间的预充电阻(图中未示出)。在本实施例中，预充电阻可用于缓解装置启动时产生的冲击电流，并使得装置能够平稳启动。在实际应用中，在电动汽车高压直流电源分配装置上电后，即可通过程序控制预充继电器K1闭合，从而使得整个装置先进入到一段时间的预充状态中，然后再依次控制其他继电器闭合，使整个装置能够平稳启动。可以理解的是，预充电路也可以通过其他电路方式实现，本实施例在此不做具体限定。

在本发明的一个实施例中，电动汽车高压直流电源分配装置的正极铜排和负极铜排之间连接有充电机供电电路，其中，充电机供电电路可用于为电动汽车的充电机提供高压直流电能。如图1所示，充电机供电电路可以包括充电机正极端口(图中未示出)、充电机负极端口(图中未示出)以及与充电机正极端口依次串联的充电继电器K2和充电保险F2，其中，充电继电器K2可用于控制充电机供电电路的通断，充电保险F2可用于保护充电机供电电路在冲击电流下的安全性，充电保险F2具体可以为熔断器。此外，充电机供电电路还可以包括其他器件或采用其他电路连接方式进行连接，本实施例在此不做具体限定。在实际应用中，充电继电器K2需要在预充继电器K1闭合后一端时间后方能闭合，以保证整个装置的供电安全性。

在本发明的一个实施例中，电动汽车高压直流电源分配装置的正极铜排和负极铜排之间连接有电机控制器供电电路，其中，电机控制器供电电路可用于为电机控制器提供高压直流电能。如图1所示，电机控制器供电电路可以包括电机控制器正极端口(图中未示出)、电机控制器负极端口(图中未示出)以及与电机控制器正极端口依次串联的电机控制器继电器K3和电机控制器保险F3。其中，充电继电器K3可用于控制电机控制器供电电路的通断，充电保险F3可用于保护电机控制器供电电路在冲击电流下的安全性，充电保险F3具体可以为熔断器。此外，电机控制器供电电路还可以包括其他器件或采用其他电路连接方式进行连接，本实施例在此不做具体限定。在实际应用中，电机控制器继电器K3需要在预充继电器K1闭合后一端时间后方能闭合，以保证整个装置的供电安全性。

在本发明的一个实施例中，电动汽车高压直流电源分配装置的正极铜排和负极铜排之间连接有PTC供电电路，其中，PTC供电电路可用于为加热控制器提供高压直流电能。如图1所示，PTC供电电路可以包括PTC正极端口(图中未示出)、PTC负极端口(图中未示出)以及与PTC正极端口依次串联的PTC继电器K4和PTC保险F4，其中，PTC保险F4未与PTC继电器K4相连的一端可以与电机控制继电器K3的输出端相连。在本实施例中，PTC继电器K4可用于控制PTC供电电路的通断，PTC保险F4可用于保护PTC供电电路在冲击电流下的安全性，PTC保险F4具体可以为熔断器。此外，PTC供电电路还可以包括其他器件或采用其他电路连接方式进行连接，本实施例在此不做具体限定。在实际应用中，PTC继电器K4需要在预充继电器K1闭合后一端时间后方能闭合，以保证整个装置的供电安全性。此外，PTC继电器K4还需要在电机控制器继电器K3闭合才能起到控制PTC供电电路的通断的作用，采用这种电路设计方式的原因在于，在电机未启动前独立启动PTC供电电路可能会产生安全隐患，因此，为了供电安全，可以将PTC供电电路的控制器件串联在电机控制器供电线路中，从而提升整个装置的安全性。在其他实施例中，PTC供电电路也可以脱离电机控制器供电电路进行独立设计，本实施例在此不做详细说明。

在本发明的一个实施例中，电动汽车高压直流电源分配装置的正极铜排和负极铜排之间连接有DC/DC供电电路，其中，DC/DC供电电路可用于为直流变换器提供高压直流电能。如图1所示，DC/DC供电电路可以包括DC/DC正极端口(图中未示出)和DC/DC负极端口(图中未示出)，其中，DC/DC正极端口可以与预充保险F1的输出端相连，以使DC/DC供电电路可以与预充电路共用一条供电线路。通过这种方式，可以进一步减少高压直流电源分配装置的体积和成本。当前，在其他实施例中，DC/DC供电电路也可以脱离预充电路而进行独立设计，具体的，DC/DC供电电路可以包括独立的DC/DC继电器和DC/DC保险，还可以包括其他器件或采用其他电路连接方式进行连接，本实施例在此不做具体限定。

在本发明的一个实施例中，电动汽车高压直流电源分配装置的正极铜排和负极铜排之间连接有COMP供电电路，其中，COMP供电电路可用于为空调压缩机提供高压直流电能。如图1所示，COMP供电电路可以包括COMP正极端口(图中未示出)和COMP负极端口(图中未示出)，其中，COMP正极端口可以与PTC保险F4的输出端相连，以使COMP供电电路可以与PTC供电电路共用一条供电线路。通过这种方式，可以进一步减少高压直流电源分配装置的体积和成本。当前，在其他实施例中，COMP供电电路也可以脱离PTC控制电路而进行独立设计，具体的，COMP供电电路可以包括独立的COMP继电器和COMP保险，还可以包括其他器件或采用其他电路连接方式进行连接，本实施例在此不做具体限定。此外，为了供电安全，还可以将COMP供电电路的控制器件串联在电机控制器供电线路中，从而提升整个装置的安全性。

在本发明的一个实施例中，电动汽车高压直流电源分配装置还包括控制模块，其中，该控制模块的控制信号线可以分别与预充继电器K1、充电继电器K2、电机控制器继电器K3和PTC继电器K4的控制端相连，并用于控制预充继电器K1、充电继电器K2、电机控制器供电继电器K3和PTC继电器K4的开通和关断。在本实施例中，当电动汽车高压直流电源分配装置中还集成了其他继电器时，其控制端也可以与控制模块的控制信号线相连，从而通过控制器中运行的程序对继电器的开合进行自动控制。

在本发明的一个实施例中，电动汽车高压直流电源分配装置还包括通信模块，其中，通信模块可以与控制模块相连，并用于与电动汽车的整车控制系统进行通信。在本实施例中，通信模块可以将电动汽车高压直流电源分配装置中的控制信息和故障信息等信息随时上传给电动汽车的整车控制系统中，也可以随时接收电动汽车的整车控制系统下发的控制指令。

在本发明的一个实施例中，如图2和图3所示，预充电路、DC/DC供电电路、充电机供电电路、电机控制器供电电路、PTC供电支路和COMP供电电路等供电电路可以依次设置于一个箱体中，并通过箱体外部的接口与各个高压供电设备相连接，通过这种方式，可以进一步减少装置的体积和成本。在本实施例中，为了保障电动汽车高压直流电源分配装置的安全性，该箱体防水等级不可低于IP67。

进一步的，作为上述各个实施例的细化，本实施例还提供了一种电动汽车高压直流电源分配装置。如图1所示，该电动汽车高压直流电源分配装置包括正极铜排(总+)、负极铜排(总-)、以及连接在正极铜排和负极铜排之间互相并联的预充电路(预充)、DC/DC供电电路(DC/DC)、充电机供电电路(OBC)、电机控制器供电电路(MCU)、PTC供电支路(PTC)和COMP供电电路(COMP)。在本实施例中，上述六个供电电路中的每一个供电电路均可独立运行，且每个供电电路至少包括一个控制继电器和一个熔断器，此外，上述六个供电电路可以通过共用保险的方式共用同一条供电线路以减少装置的成本并缩小体积，也可以通过将多个控制继电器进行串联的方式形成供电电路的连锁控制以提高装置整体的安全性。进一步的，上述每个供电电路中的继电器均由控制模块中运行的程序控制，在装置的实际运行过程中，控制模块可以首先控制预充继电器K1闭合，然后再依据程序设定的顺序或用户发送的指令依次控制充电机继电器K2、电机控制器继电器K3和PTC继电器K4闭合，从而使整个高压直流电源分配装置能够平稳启动并稳定运行。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。